5.分配器6.节
流圈7.水冷壁
8.汽水分离器
9.备用管路
图10-3低循环倍率锅炉系统和循环流量曲线
• 3．部分负荷复合循环锅炉
1.低负荷时，循环管路有循 环流量，高负荷时，锅炉按 直流锅炉原理工作； 2.大多用于超临界压力机组 ； 3.与低循环倍率锅炉的主要 差别是在循环回路上装有循 环限制阀.
图10-4 部分负荷复合循环锅炉的工作原理
锅炉原理自然循环锅炉水动力学演示文稿
优选锅炉原理自然循环锅炉水动力学
• 10.1.1强制循环锅炉 • 随着锅炉容量提高，为了保证管内工质具有较
高的质量流速，在循环回路上串接一个或多个 专门的循环泵，用以控制水和汽水混合物的流 动，则称为强制循环锅炉或控制循环锅炉。
• 为了进一步提高锅炉水动力的安全可靠性，可 以在蒸发受热面的进口设置节流圈，这种锅炉 一般称为控制循环锅炉 。
G G G
• 容积含汽率β ：
Q Q
Q Q Q
（10-14） （10-15）
G / G / G /
1
1
( 1
1)
ห้องสมุดไป่ตู้
X
• 截面含汽率φ ：
（10-16）
A"
A
（10-17）
• 水的流通截面积A’所占的流通截面积份额：
A' A A" 1
AA
（10-18）
• 2．蒸汽和水的折算速度及真实速度 • 蒸汽折算速度w0″——假定汽水混合物中的蒸
1.省煤器2.混合器3.循环泵 4.分配器5.水冷壁6.过热器 7.循环限制阀8.循环旁路
图10-5 超临界压力复合循环锅炉
• 3．复合循环锅炉的特点 （1）结构简单可靠。 （2）额定负荷时的质量流速可选得低
些，以减小流动阻力和水泵电耗。
（3）锅炉最低负荷可降到额定负荷的5 ％左右，启动旁路系统可按5％-10％负 荷设计，减小设备投资和启动时的工质 及热量损失。
（7）复合循环不仅应用于超临界压力锅炉，而
且还应用在亚临界压力锅炉。
• 10.2自然循环基本原理
• 10.2.1 概述
• 水冷壁上升管在炉内吸收炉膛火 焰和烟气的辐射热量，管内部分 水蒸发，形成汽水混合物；而下 降管在炉外不受热，管内为饱和 水或未饱和水。因此，下降管中 水的密度大于上升管中汽水混合 物 的 密 度 ， 在 下 联 箱 中 心 A-A 截 面两侧将产生液柱的重位压差， 此压差推动汽水混合物沿上升管 向上流动，水沿下降管向下流动 。
• 为了克服纯直流锅炉的不足及适应超临界压 力锅炉应用的需要，产生了复合循环锅炉
图10-2 复合循环锅炉再循环
PC PA Pb Plz
（10-1）
• 如果循环泵的工作压头△Pb大于水冷壁中工 质的流动阻力△Plz ，则有PC＞PA，锅炉按强
制循环锅炉原理工作 。（流过水冷壁的工质 流量为给水流量与再循环流量之和）
（4）再循环工质使水冷壁进口工质的焓提高，
工质在蒸发管内焓增减少，有利于减少热偏差 和提高管内工质流动的稳定性。
（5）锅炉在低负荷范围内运行时，工质流量和
温度变化幅度小，减小了管壁热应力，有利于 改善锅炉低负荷运行时的条件。
（6）再循环泵长期在高温高压下工作，制造工
艺复杂，技术性能要求高，且循环泵要消耗电 能，致使机组远行费用增加。
图10-6 循环回路
• 10.2.2自然循环的参数
• 1．物理量的定义
（1）循环流速w0：
w0
G ,m
A
/
s
（2）质量含汽率x：
x D G
（3）循环倍率K：
KG D
（10-2） （10-3） （10-4）
• 2．物理量的定义
假设工质不流动：
P1 P0 xj gh P2 P0 ss gh xj ss , 所以P1 P2
• 直流锅炉特点是：受热面可自由布置；金 属耗量少，启、停速度快；水容量及相应 的蓄热能力较小，对外界负荷变化较敏感 ；直流锅炉不能连续排污，对给水品质的 要求很高；给水泵功率消耗大。
直流锅炉缺点是负荷降
低时，水冷壁内工质流
• 10.1.4 复合循环锅炉
量降低，炉内热量得不
到工质的冷却，水冷壁
• 1.复合循环锅炉的基本原理 管壁容易超温。
• 自然循环的推动压力一般为0.05~0.1MPa,循 环泵提升压力为0.25~0.5MPa
（a）自然循环锅炉
（b）强制循环锅炉； （c）控制循环锅炉；
（d）直流锅炉
图10-1 锅炉蒸发受热面内工质流动的几种类型
• 自然循环锅炉工程应用的最高蒸汽压力是 19.11MPa，单炉的最大容量为885MW。只有 当蒸汽压力超过16MPa时，且自然循环不可 靠，才需要考虑采用强制循环锅炉。当压 力超过19.6MPa，则适合采用直流锅炉。强 制循环锅炉工程应用的最高蒸汽压力是 19.6MPa，单炉的最大容量1000MW。当单炉 容量超过600MW，一般应在较低的压力时就 考虑采用强制循环锅炉或直流锅炉。
（10-5） （10-6）
上升系统基本压差Yss
下降系统基本压差Yxj
简单回路水循环基本方程 ，以此方程为基础建立的 计算方法称为压差法
运动压差Syd 有效压头Syx
系统总阻力
Syd是水循环产生的动力 ，以此方程为基础建立的 计算方法称为运动压头法
下降管总阻力
有效压头法
• 10.3两相流体参数与计算 • 10.3.1 汽水两相流的基本参数 • 1. 蒸汽含量 • 质量含汽率x ： x G G
• 10.1.3 直流锅炉
• 直流锅炉没有汽包，给水在给水泵的作用 下，依次通过加热、蒸发和过热等各个受 热面，完成水的加热、汽化和蒸汽过热过 程，最后蒸汽过热到规定的温度，各受热 面之间并没有固定的界限，直流锅炉可以 认为是循环水量为零的强制循环锅炉的一 个特例。
• 直流锅炉与强制循环锅炉相比，取消了汽 包，且工质在给水泵压头的作用下一次性 通过各受热面 。
• 如果循环泵的工作压头△Pb小于等于水冷壁 中工质的流动阻力△Plz，则有PC≤PA，锅炉按
直流原理工作 （再循环管路中无循环流量）。
• 2．全负荷复合循环锅炉
在全负荷范围内均有△Pb大于 水冷壁中工质的流动阻力△Plz （即在全负荷范围内循环流量
1.省煤器 2.混
均不为零）
合器3.过滤器
4.再循环水泵
汽单独流过整个管道截面时的蒸汽速度：
w0
G
A
m/s
（10-19）
• 水的折算速度w0′：